(57)【要約】  【課題】  煩雑な作業に伴うコストの高騰を抑えることができ、内部に残存する不純ガスによる始動不良やスネーキング現象の発生等を防止することができる冷陰極放電管の製造方法及び冷陰極放電管を提供することを課題とする。  【解決手段】  内周面に蛍光被膜１が形成された筒状のガラスバルブ２と、所定間隔をあけて互いに対向するように設けられた一対の電極３，３とを備え、ガラスバルブ２の両端部が封止され、該ガラスバルブ２内に希ガス及び水銀が封入された冷陰極放電管の製造方法において、一対の電極３，３が配設されたガラスバルブ２内に希ガス及び水銀を封入した後、一対の電極３，３に給電して点灯させた後に消灯する点灯動作を少なくとも二回以上行うエージング工程を備えたことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に蛍光被膜が形成された筒状のガラスバルブと、所定間隔をあけて互いに対向するように設けられた一対の電極とを備え、ガラスバルブの両端部が封止され、該ガラスバルブ内に希ガス及び水銀が封入された冷陰極放電管の製造方法において、ガラスバルブ内に希ガス及び水銀を封入した後、一対の電極に給電して点灯させた後に消灯する点灯動作を少なくとも二回以上行うエージング工程を備えたことを特徴とする冷陰極放電管の製造方法。
【請求項２】
前記エージング工程は、各点灯動作における点灯時間が４分以上に設定されていることを特徴とする請求項１記載の冷陰極放電管の製造方法。
【請求項３】
前記エージング工程は、少なくとも一対の電極間でガラスバルブの表面温度が６０℃以上になるように点灯させることを特徴とする請求項１又は２記載の冷陰極放電管の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかの冷陰極放電管の製造方法により製造されたことを特徴とする冷陰極放電管。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶モニターや小型照明等の光源として用いられる冷陰極放電管の製造方法、及び冷陰極放電管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、液晶モニターや小型照明等の各種装置の光源として冷陰極放電管が幅広く採用されている。かかる冷陰極放電管は、内周面に蛍光被膜が形成されたガラスバルブと、該ガラスバルブ内で所定間隔をおいて互いに対向するように設けられた一対の電極とを備えており、ガラスバルブの両端部が封止され、該ガラスバルブ内にネオンやアルゴン等の希ガス及び水銀が封入されている。
【０００３】
各電極には、ビードガラスが気密封着された給電用の導入線が接続されており、ビードガラスとガラスバルブの端部とが溶着されることで、ガラスバルブの端部が封止されている。
【０００４】
かかる冷陰極放電管の製造方法について概略説明すると、まず、筒状のガラス管（ガラスバルブ）の内周面に蛍光被膜を形成し、一方の電極をガラスバルブ内に配設した状態で、ビードガラスをガラスバルブの端部に溶着して封止する。そして、ガラスバルブの他端開口から希ガス及び水銀を入れた後、他方の電極をガラスバルブ内の他端側に配設した状態で、ビードガラスをガラスバルブの他端部に溶着して封止することで、冷陰極放電管が完成する。
【０００５】
ところで、蛍光被膜や電極等には、水分が付着していたり、一酸化炭素（ＣＯ）や二酸化炭素（ＣＯ２）等の不純ガスが含まれていたりしており、該水分や不純ガスが製品たる冷陰極放電管の点灯に悪影響を及ぼすとして、ガラスバルブの両端部を完全に封止する前工程において、電極が仮止めされたガラスバルブを加熱炉（例えば、ベーキング炉）内で所定温度（例えば、４００℃）まで加熱し、ガラスバルブ内の不純ガス等を排出するようにしているが、不純ガスを完全に除去することは困難であり、残留不純ガスによる始動電圧の上昇やスネーキング現象（一対の電極間での放電が蛇行した不安定な状態になる現象）の発生が余儀なくされる。
【０００６】
そこで、これらの対策として、ガラスバルブ内の電極近傍に不純ガスを吸着するためのゲッター材（不純ガスに対する吸着性の高い金属物質）を設けることで、残存する不純ガスの除去を図り、始動電圧の上昇やスネーキング現象の発生等を防止するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１９７１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年において、モニター等の薄型化や照明装置の小型化が進んでおり、これらに採用する冷陰極放電管についても細管化（例えば、ガラスバルブの内径が２．０ｍｍ程度のもの）が要求されている。
【０００８】
そのため、前記ゲッター材をガラスバルブ内に設けるのに多くの制約が生じ、ガラスバルブ内にゲッター材を精度良く設けるには、作業が非常に煩雑であり、生産歩留まりを低下させる等といった理由からコストの高騰を招く要因になっている。
【０００９】
その一方で、ゲッター材を設けても、水銀の消耗やガラスバルブの端部の黒化が短期間で発生してしまい、冷陰極放電管の短命化が余儀なくされるといった問題があった。即ち、ゲッター材を細管化したガラスバルブ内に設けるには、上述の如く、多数の制限があるため、例えば、ゲッター材を電極に溶接したり、ゲッター材を電極の底部に嵌合可能に構成にしたりすることで、細管化されたガラスバルブ内でのゲッター材の保持を図るようにしているが、このようにゲッター材を保持すると、該ゲッター材と電極とが電気的に接続された状態となり、ゲッター材自体も電極として作用することになる。
【００１０】
前記ゲッター材は、不純ガスの吸着性能については優れているが、このような特性を有するゲッター材（金属物質）は、一般的に耐イオン衝撃性に乏しいため、上述のように電極として作用すると、点灯時にスパッタリングが激しく発生するといった問題がある。そのため、水銀の消耗やガラスバルブの端部の黒化が短期間で発生してしまい、冷陰極放電管を短命にしてしまうといった問題があった。
【００１１】
そこで、本発明は、斯かる実情に鑑み、煩雑な作業に伴うコストの高騰を抑えることができ、内部に残存する不純ガスによる始動不良やスネーキング現象の発生等を防止することができる冷陰極放電管の製造方法及び冷陰極放電管を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る冷陰極放電管の製造方法は、請求項１記載の如く、内周面に蛍光被膜が形成された筒状のガラスバルブと、所定間隔をあけて互いに対向するように設けられた一対の電極とを備え、ガラスバルブの両端部が封止され、該ガラスバルブ内に希ガス及び水銀が封入された冷陰極放電管の製造方法において、ガラスバルブ内に希ガス及び水銀を封入した後、一対の電極に給電して点灯させた後に消灯する点灯動作を少なくとも二回以上行うエージング工程を備えたことを特徴とする。
【００１３】
上記構成の冷陰極放電管の製造方法によれば、一対の電極が配設されたガラスバルブ内に希ガス及び水銀を封入した後、一対の電極に給電して点灯させるエージング工程を備えているので、点灯に伴う温度上昇によって残存する不純ガスをガラスバルブの内部空間領域に放出（放散）させることができ、点灯の停止（消灯）に伴う温度低下によって水銀が活性状態となって前記不純ガスが反応し、その結果、不純ガスがガラスバルブの内部空間領域内から消滅（ガラスバルブ内の空間領域に不純ガスが存在しなくなる）させることができ、不純ガスの除去を行うことができる。
【００１４】
これにより、完成品たる冷陰極放電管は、始動不良やスネーキング現象の発生が防止された良好なものとなる。
【００１５】
この場合、請求項２記載の如く、前記エージング工程は、各点灯動作における点灯時間が４分以上に設定されていることが好ましい。このようにすれば、不純ガスを効率よくガラスバルブ内で放出させることができ、より多くの不純ガスを消滅させることができる。
【００１６】
本発明の他態様として、請求項３記載の如く、前記エージング工程は、少なくとも一対の電極間でガラスバルブの表面温度が６０℃以上になるように点灯させることが好ましい。このようにすれば、不純ガスを効率よく放出させる温度雰囲気となり、一回の点灯及び消灯でより多く不純ガスを消滅させることができる。
【００１７】
また、本発明に係る冷陰極放電管は、請求項４記載の如く、請求項１乃至３の何れかの冷陰極放電管の製造方法により製造されたことを特徴とする。かかる冷陰極放電管は、製造過程において、エージング工程を経て製造されるので、残存する不純ガスが消滅しており、始動不良やスネーキング現象の発生が防止され照明特性が優れている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の冷陰極放電管の製造方法によれば、煩雑な作業に伴うコストの高騰を抑えることができ、内部に残存する不純ガスによる始動不良やスネーキング現象の発生等を防止することができるという優れた効果を奏し得る。
【００１９】
また、本発明の冷陰極放電管によれば、煩雑な作業に伴うコストの高騰を抑えることができ、内部に残存する不純ガスによる始動不良やスネーキング現象の発生等を防止することができるという優れた効果を奏し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の第一実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
本実施形態に係る冷陰極放電管は、図１に示す如く、内周面に蛍光被膜１が形成された筒状のガラスバルブ２と、該ガラスバルブ２内で所定間隔をおいて互いに対向するように配設された一対の電極３，３とを備えている。
【００２２】
前記一対の電極３，３のそれぞれには、給電用の導入線４が接続されており、該導入線４には、ビードガラス５が封着されている。かかる冷陰極放電管は、各電極３，３をガラスバルブ２内の所定位置に配設した上で、ビードガラス５とガラスバルブ２の開口端部とを溶着することで、ガラスバルブ２の開口端を封止し、内部を気密に保てるようにしている。該冷陰極放電管は、ガラスバルブ２内にネオンやアルゴン等の希ガスと共に水銀が封入されており、導入線４を介して一対の電極３，３に給電することにより、一対の電極３，３間で放電させて点灯するようになっている。
【００２３】
本実施形態に係る冷陰極放電管は、以上の構成からなり、次に、該冷陰極放電管の製造方法について説明する。
【００２４】
本実施形態に係る冷陰極放電管の製造方法は、図２に示す如く、まず、所定の内径のガラス管を所定長さに切断してガラスバルブ２を作製する（Ｓ１０）。そして、該ガラスバルブ２の内周面に蛍光体を塗布し（Ｓ２０）、該蛍光体をガラスバルブ２に焼き付けて前記蛍光被膜１を形成する（Ｓ３０）。その後、電極３，３に接続された導入線４がガラスバルブ２の内部と外部とにかけて位置するように、一方の電極３をガラスバルブ２の一端側の内部に配設し、前記導入線４に気密に封着されたビードガラス５とガラスバルブ２の一端開口部とを溶着してガラスバルブ２の一端開口を封止する（Ｓ４０）。
【００２５】
この状態で、ガラスバルブ２を所定温度（例えば、４００℃程度）まで加熱して、内部の不純ガスや水分を排出（排気）し（Ｓ５０）、これと同時或いはその後に、ガラスバルブ２内に前記希ガス及び水銀を入れる（Ｓ６０）。その後、電極３，３に接続された導入線４がガラスバルブ２の内部と外部とにかけて位置するように、他方の電極３をガラスバルブ２の他端側の内部に配設し、前記導入線４に気密に封着されたビードガラス５とガラスバルブ２の他端開口部とを溶着してガラスバルブ２の他端開口を封止する（Ｓ７０）。この状態で、希ガス及び水銀がガラスバルブ２内に封入されることになる。そして、ガラスバルブ２内の水銀を拡散させた後（Ｓ８０）、一対の電極３，３に給電し、一対の電極３，３間で放電させて点灯させ（Ｓ９０：エージング工程）、最終製品となった際の特性を安定化させる。
【００２６】
ここで、エージング工程について具体的に説明する。本実施形態に係るエージング工程は、点灯時の温度上昇と放電によるイオン衝撃により蛍光被膜１や電極３，３に含まれる不純ガス（一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）等）が放出され、放出された不純ガスが消灯時に活性状態にある水銀と反応して消滅すること、消滅した不純ガスは３００℃程度の高温に加熱されないと分解したり、再ガス化したりしないことに着目してなされたものである。特に、本実施形態においては、上記観点に加え、点灯時間を長くしても不純ガス量の低減効果が小さく、点灯と消灯とを切り替える（繰り返す）ことでよりいっそう不純ガスの消滅効果が高まることに着目したものである。
【００２７】
かかる観点から、本実施形態に係るエージング工程は、Ｓ８０までの工程で作製された非完成状態にある冷陰極放電管（外観が最終製品と略同じ状態にある冷陰極放電管）の一対の電極３，３に対して給電を行い、該一対の電極３，３間で放電させて点灯させた後、給電を停止して消灯する点灯動作を二回以上行うようにしている。そうすると、点灯に伴いガラスバルブ２内の温度が上昇して、残存する不純ガスが蛍光被膜１等から放出し、その放出した不純ガスが消灯による温度低下に伴って活性化する水銀との反応で消滅する作用が繰り返しなされ、ガラスバルブ内に残存していた不純ガスが確実に消滅することになる。これにより、最終製品たる冷陰極放電管において始動不良やスネーキング現象の発生が防止されることになる。なお、最終製品たる冷陰極放電管は、通常の点灯状態において３００℃以上に温度上昇することがないため、上述の如く、消滅した不純ガスが再度ガス化（放出）されることがなく、始動不良やスネーキング現象の再発は防止されることになる。
【００２８】
このようにエージング工程（Ｓ９０）を行った後、導入線４に対してエッチングを行い（Ｓ１００）、最終製品たる冷陰極放電管が完成する。
【００２９】
以上のように、本実施形態に係る冷陰極放電管の製造方法は、エージング工程において一対の電極３，３に給電して（一対の電極３，３間で放電させて）点灯した後に消灯する点灯動作を二回以上行うようにしているので、封止状態にあるガラスバルブ２内に残存する不純ガスを消滅させることができ、最終製品たる冷陰極放電管において始動不良やスネーキング現象の発生を防止することができる。その上、従来のようにゲッター材を用いて不純ガスを吸着させるようにしていないので、細管化されたガラスバルブ２内へのゲッター材の配設を行う煩雑な作業を行う必要がなく、製造工数の減少を図ることができ、コスト低減にも貢献することができる。
【００３０】
次に、本発明の第二実施形態について説明する。なお、本実施形態においては、完成品たる冷陰極放電管及び該冷陰極放電管の製造方法の基本構成は第一実施形態と同様であるので、第一実施形態に係る製造工程に対して相違する工程（エージング工程）のみについて説明する。
【００３１】
本実施形態に係るエージング工程は、二回以上行う各点灯動作における点灯時間を４分以上に設定し、短時間消灯した後に再点灯している。
【００３２】
このように点灯時間を４分以上にすることで、温度が確実に上昇し、不純ガスの放出と消滅が効果的に繰り返され、高効率で不純ガスを放出乃至除去することができる。
【００３３】
以上のように、本実施形態においては、エージング工程において、不純ガスを高効率で放出乃至除去可能な点灯条件（点灯時間）にした点灯動作を二回以上（複数回）に亘って繰り返すようにしているので、不純ガスの除去を確実にすることができ、最終製品たる冷陰極放電管を始動不良の発生やスネーキング現象の発生を防止した極めて良好なものにすることができる。
【００３４】
次に、本発明の第三実施形態ついて説明する。本実施形態においては、第一又は第二実施形態に係るエージング工程において、不純ガスを更に効率的に消滅させることができる条件で行ったものである。従って、本実施形態に係る特徴部分であるエージング工程のみについて説明し、その他については第一及び第二実施形態を参照し、説明を割愛することとする。
【００３５】
本実施形態に係るエージング工程における点灯動作は、一対の電極３，３間に位置するガラスバルブ２、即ち、ガラスバルブ２における両端部を除いた中央部分の領域内の表面温度が８０℃以上になるように、一対の電極３，３に給電して点灯させるようにしている。なお、ガラスバルブ２の外周面を８０℃以上にするには、一対の電極３，３の間隔、該電極３，３に対する給電条件（電流値や電圧値）、ガラスバルブ２の外径等の関係によって温度上昇特性が異なるため、第一実施形態及び第二実施形態のエージング工程に本実施形態に係る条件を適用する場合には、点灯時間の短縮または延長を行うことは勿論のことである。
【００３６】
このようにエージング工程において、ガラスバルブ２の表面温度が８０℃以上となるようにすることで、蛍光被膜１等からの不純ガスの放出（発生）が加速されると共に、消灯時における不純ガスの消滅が加速され、第一及び第二実施形態に係る効果に加え、エージング工程において冷陰極放電管の適正な特性を得るのに必要な時間を短縮することができる。
【実施例】
【００３７】
上記第一乃至第三実施形態における作用及び効果を検証すべく、発明者が行った検証の結果を実施例として以下に説明することとする。
（実施例１）
本実施例は、ガラスバルブ２が外径２．４ｍｍ、内径２．０ｍｍ、長さ（管長）３４９ｍｍに設定された未完成状態にある（上記第一乃至第三実施形態に係る製造方法におけるＳ８０まで行った）冷陰極放電管を用い、周囲温度２５℃、負荷電流（ランプ電流）８．５ｍＡ（ｒｍｓ）の条件により検証を行ったものであり、当該条件下において、基準となる点灯時間を１５分間に設定し、該基準時間（１５分間）連続的（１回）に点灯させた場合、及び該基準時間（１５分）を複数回（２回、３回、５回、１５回）に分けて点灯させると共に、点灯の間隔（消灯時間）を５秒にした場合における各冷陰極放電管におけるスネーキング現象の発生率を確認した。なお、本実施例に係る被検体数は、各条件に対して未完成状態にある冷陰極放電管を１００本とした。
【００３８】
【表１】
2006286288.tif 000003
【００３９】
表１に示す如く、点灯時間の合計が同じであっても、点灯回数（点灯及び消灯の回数）を複数回にすることで１回の点灯（点灯及び消灯）よりもスネーキング現象の発生率が低くなることが確認できた。また、点灯を複数回行っても、１回の点灯時間が短い場合、点灯回数に比例するようにスネーキング現象の発生率の抑制効果が小さくなることも確認できた。
【００４０】
（実施例２）
上記実施例１と同一の未完成状態にある冷陰極放電管に対し、一対の電極３，３に給電する電流を変化させることで電極３，３間のガラスバルブ２（中央部分の領域）を異なる温度設定にし、各温度設定における点灯時間とスネーキング現象の発生率との関係を確認した。なお、本実施例においても、周囲温度２５℃とし、本実施例に係る被検体数は、各条件に対して未完成状態にある冷陰極放電管を１００本とした。本実施例における検証結果を表２に示す。
【００４１】
【表２】
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【００４２】
表２に示す如く、ガラスバルブ２の表面温度が高いほど、短時間でスネーキング現象の発生率が上昇しており、蛍光被膜１等から短時間で不純ガスが放出されることを確認できた。そして、点灯開始４分以降は、何れの温度条件においてみスネーキング現象の発生率が鈍化することを確認することができ、一回の点灯を４分以上にすることが好適条件であることを確認することができる。さらに、ガラスバルブ２の表面温度が８０℃以上であると、スネーキング現象の発生率が高く、この条件下において残留する不純ガスを蛍光被膜１等から確実に放出させることも確認できる。以上の検証結果から、ガラスバルブ２内に残留する不純ガスを高効率で放出させる条件が、一回の点灯時間が４分以上で、ガラスバルブ２の表面温度が８０℃以上であることを確認することができる。なお、表２の経過時間０分において、スネーキング現象の発生率が０％であるのは、不純ガスが蛍光被膜１等に付着して放出状態なっていないからである。
【００４３】
（実施例３）
次に、実施例１及び実施例２と同一の未完成状態にある冷陰極放電管を用い、点灯によってガラスバルブ２の表面温度が約８０℃となるように、ランプ電流（一対の電極３，３に給電する電流）を１３ｍＡ（ｒｍｓ）に設定し、実施例１と同様、基準となる点灯時間を１５分間に設定し、該基準時間（１５分間）連続的（１回）に点灯させた場合、及び該基準時間（１５分）を複数回（２回、３回、５回、１５回）に分けて点灯させると共に、点灯の間隔（消灯時間）を５秒間に設定した場合における各冷陰極放電管におけるスネーキング現象の発生率を確認した。なお、本実施例においても、被検体数は、各条件に対して未完成状態にある冷陰極放電管を１００本とした。本実施例における検証結果を表３に示す。
【００４４】
【表３】
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【００４５】
本実施例は、実施例２の検証結果から得られた好適な条件と実施例１の各条件との組み合わせを検証するものであり、表３に示す如く、ガラスバルブ２の温度条件を８０℃にすることで、同じ点灯時間で同じ点灯回数であっても実施例１（表１参照）の検証結果に比してスネーキング現象の発生率が低くなることを確認することができた。
【００４６】
以上の実施例からも明らかなように、上記実施形態の何れの製造方法においても、一対の電極３，３間で放電させて点灯した後に消灯する点灯動作を二回以上行うことで、封止状態にあるガラスバルブ２内に残存する不純ガスを確実に消滅させることができ、最終製品たる冷陰極放電管において始動不良やスネーキング現象の発生を防止することができる。
【００４７】
また、実施例２から得られる検証結果より、第二実施形態に係るエージング工程で各点灯動作の点灯時間を４分以上に設定したことの有効性を確認することができ、さらにエージング工程において、一対の電極３，３間に位置するガラスバルブ２の表面温度が８０℃以上になるように、一対の電極３，３に給電して点灯させることの有効性についても確認することができる。
【００４８】
尚、本発明の冷陰極放電管、及び冷陰極放電管の製造方法は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００４９】
第二実施形態において、エージング工程の各点灯動作（点灯）の間隔は点灯による温度上昇をさせた後に不純ガスを消滅させることができる温度状態にまで温度を下げることができる時間に適宜設定するようにすればよい。また、エージング工程での点灯時間も同様に、４分以上に限定されるものではなく、不純ガスをガラスバルブ２の内部空間領域内に放出させることができる温度環境にできるように時間設定すればよい。また点灯状態を４分以上維持（連続的に点灯）させることが好ましい。
【００５０】
上記第三実施形態に係るエージング工程において、ガラスバルブ２の表面温度が８０℃以上になるように点灯することで、不純ガスを消滅させるようにしたが、これに限定されるものではない。実施例からも明らかなように、周囲温度よりも高温となるようにすることで、残存する不純ガスをガラスバルブ２内の空間領域内に放出させた上で、消灯に伴う温度低下によって放出された不純ガスを消滅させることができるので、エージング工程において、ガラスバルブ２の表面温度が周囲温度よりも高くなるように点灯させればよい。
【００５１】
また、ガラスバルブ２内に一対の電極３，３を備えた冷陰極放電管において説明を行ったがガラスバルブ外に電極を備えた冷陰極放電管でもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明の冷陰極放電管の製造方法、及び冷陰極放電管は、スネーキング現象の発生を抑えて照明特性が極めて良好であるので、ＯＡ機器の液晶バックライトや小型照明機器等の各種装置に採用させる光源の分野で特に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第一乃至第三実施形態に係る冷陰極放電管の概略断面図
【図２】第一乃至第三実施形態に係る冷陰極放電管の製造方法のフロー図
【符号の説明】
【００５４】
１  蛍光被膜
２  ガラスバルブ
３  電極
４  導入線
５  ビードガラス
【図１】
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【図２】
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